油茶(Camellia oleifera)是我国特有的木本食用油料树种,其存在自交不亲和性,需要依靠传粉媒介授粉才能结实。研究表明,授粉是影响其产量的主要因素。油茶的主要传粉昆虫为大分舌蜂(Collllet gigas)、油茶地蜂(Andrenacamellia)、湖南地蜂(Andrewaa hunanensis)、纹地蜂(Andrena satriata)和浙江地蜂(Andrena chekiangensis)等膜翅目昆虫。这些野生蜜蜂对提高油茶的传粉效率,解除花粉限制,提高油茶的坐果率和产量具有重要作用。尽管我们野外调查发现湖南地蜂、纹地蜂和浙江地蜂在油茶林中广泛分布,但其传粉相关研究较少。原因可能是这三个地蜂属种的亲缘关系较近,且形态特征与油茶地蜂相似度较高,从而导致其被误鉴定为为油茶地蜂。因此,精确阐明油茶传粉昆虫的分类地位和系统发育关系至关重要。本研究,测序了大分舌蜂、油茶地蜂、湖南地蜂、纹地蜂和浙江地蜂4种同域分布且都为油茶传粉的地蜂属物种的线粒体基因组。同时,结合已报道的其它蜜蜂物种进行了详细的比较基因组学和系统发育分析。主要研究结果如下:(1)本研究测序了 4个地蜂属线粒体基因组,其中油茶地蜂(15 065 bp)和浙江地蜂(15 804 bp)序列完整,湖南地蜂(14 780 bp)和纹地蜂(14 736 bp)除控制区之外均己完全测序。其线粒体基因组构成均包含13个蛋白编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因。基因组的A+T含量为75.86%-78.58%,碱基组成偏斜程度与其它地蜂属物种相似,即AT偏斜均为正值,GC偏斜均为负值。4条地蜂属物种的线粒体基因排序相同,且与地蜂属其它物种基因排序一致,但和假定的昆虫祖先线粒体基因排列顺序相比具有tRNA的重排,包括局部反转(trnR)和基因洗牌(trnQ/trnM、trnK/trnD和trn W/trnC-trnY)。在蜜蜂类群中,基因顺序的比较分析表明蜜蜂线粒体基因存在复杂的重排现象,且大多数重排事件位于以下 tRNA簇中:trnI和trnN-trnM、trS W-trnC-trnY和trnA-trnR-trnN-trnSl-trnE-trnF。(2)地蜂属昆虫线粒体蛋白编码基因均使用典型的起始密码子ATN。多数蛋白编码基因以TAA或TAG为终止密码子,而浙江地蜂的atp6基因中检测到不完全的终止密码子T。此外,nad4基因在所有物种中都以单个T结尾。相对同义密码子使用情况表明,简并密码子中A/T的使用频率高于G/C。地蜂属中最常用的密码子包括TTA、TCA、GTT、ACA、CCA和CGA,其密码子第三位都由A或T组成。与此相反,一些富含GC的密码子很少被使用,如CGC、GGC、CCG和GCG。在蛋白编码基因中,细胞色素氧化酶基因具有较高的保守性,其中coxl的保守性最高。相反,NADH脱氢酶和ATP合成酶亚基基因变异较多,其中aatp8变异最大。(3)本研究,我们用线粒体全基因组对蜜蜂科级水平及地蜂属内部物种水平作了全面的系统发育关系分析。结果显示蜜蜂每个科以及长舌蜂类均为单系。然而,由于准蜂科与其他蜜蜂类群被推断为姐妹群关系,短舌蜂类构成了一个并系类群。在短舌蜂内部,地蜂科与(隧蜂科+分舌蜂科)构成了姐妹群。在本研究中,蜜蜂的线粒体系统发育分析显示出与多数分子研究相一致的结果,表明线粒体基因组适合解决蜜蜂内部的高级阶元系统发育关系。在地蜂属内部,湖南地蜂和纹地蜂聚在一支,并与油茶地蜂构成姐妹群。虽然从形态学上很难将浙江地蜂与油茶地蜂区分开,但在本研究中,浙江地蜂和Andrena haemorrhoa构成了一个分支,并与地蜂属的其他物种构成了姐妹群。此外,为了提高系统发育分析的分辨率,本研究采用了各种数据集处理和分析方法。结果表明,包含蛋白编码基因第三位密码子的数据集有利于产生相同的拓扑结构和更高的节点支持度。具有典型三叶草结构的tRNA基因也表现出类似的积极作用。然而,rRNAs的序列比对不齐,且替换饱和明显,这些特点对树的拓扑结构和节点支持度都有负面影响。此外,Gblocks处理可以增加拓扑结构的一致性,但对最大似然法和贝叶斯法两种推断方法之间的节点支持度有相反的影响。